目前,中国处于城市化、工业化快速发展的阶段,中国经济发展取得巨大成功的同时,城市基础设施需求不断增加,能源消耗也随之增加,中国减排形势不容乐观,以高能耗为特点的经济发展模式也给资源和环境带来了巨大压力,从而引发碳循环失衡。我国已经成为世界上第一碳排放国,分析城镇化进程中我国二氧化碳排放的演变特征,如何提高碳排放效率是我国低碳经济发展的关键,对我国经济的可持续发展,城镇化质量的提高都有重要的理论意义和实践价值。本文通过已有的环境理论与城市发展理论的基础之上,分析现有的相关研究,提炼梳理出影响中国碳排放水平的关键性要素:人口因素、财富拥有、城镇化水平、科学技术的运用、以及产业结构。本文在结合相关文献以及数据的可得性,对上述关键性要素选取了相应的衡量指标,并用灰色关联度分析的方法排除了相关性较小的衡量指标,通过科学的计算方法得到碳排放系数,分析了碳排放产生的主要来源,通过对现有碳排放测算方法的归纳和对比,提出适合中国国情的碳排放测算方法,科学估算各地区碳排放数据,为碳排放研究提供数据基础。结合中国能源平衡表估算了2009—2017年中国30个省市的城镇碳排放水平。在对碳排放影响因素进行理论分析基础上,实证检验不同要素对中国区域碳排放的影响效应,为我国差异化碳减排政策的制定和实施提供参考依据。为了提高分析的准确性与合理性,研究根据城镇化水平的高低将全国省、自治区和直辖市分为三个区域,分不同区域在STIRPAT模型的基础上,进行面板数据的回归分析,发现各因素对碳排放的影响方向以及大小是不尽相同的,并且发现城镇化高的地区的集聚效应更为明显,可以明显减小因城镇建设以及人口对碳排放产生的巨大影响,并总结分析这些因素对碳排放的影响路径,针对各地区低碳经济发展提供分析。最后总结梳理并提出建议,低碳发展可以通过消除城乡二元结构,共享经济发展成果、完善经济考核制度、加快技术向实际应用的转化等方法实现的。